книги / Типовые расчеты при сооружении и ремонте газонефтепроводов

Пример 3.11. Определить сменную производительность рыхлителя, подготавливающего грунт для дальнейшей его разработки бульдозером, и время работы бульдозера. Разрабатываемый грунт - глинистые сланцы. Число слоев рыхления A4 =3, число проходов по одному резу к3 =1. Базовая машина - трактор Т-100М, число рыхлительных зубьев z=3 глубина рыхления hp = 300 мм. Толщина разрабатываемого слоя Н - 1м. Форма участка - квадрат. Дальность транспортирования фунта бульдозером L- длина стороны участка. Длина пути набора грунта бульдозером £\ =12 м. Размеры отвала Ь=3,97 м,

И=\ м.

Решение

1. Скорость трактора v =2.36 км/ч=0,66 м/с. Ширина полосы рыхления Ьря (2-4)НР , для сланцев Ьр = 4 • 0,3 = 1,2 м.

2. Производительность рыхления по формуле (3.61)

использования машины в течение смены Ав=0 ,8

П3 = 8,2Пк, = 8,2 • 407,8 • 0,8 = 2675 м3/смена.

5.При толщине разрабатываемого слоя грунта //=1 м площадь

разрабатываемого участка S = ~ — = 2675 м2 Длина стороны участка

L = -Js = л/2675 = 51,7 м.

6 . Время перемещения грунта на второй скорости трактора

/2=£1 =! 1 7 ^

2 и2 3,78

7.Время возвращения бульдозера задним ходом

3. Тогда для сварки труб диаметром 219x18 мм необходима электростанция мощностью

37,8 + 9,45= 49,7 кВт.

'0,95

4.Исходя из практического опыта, вторичное напряжение U2 примем равным 7,05 В. Тогда максимально допустимое сопротивление сварочного трансформатора при коротком замыкании по формуле (3.74)

5.Скорость оплавления определим по выражению (3.75)

=°^37,8/(54-14,7) = 0,04 см/с.

6 . Сила сварочного тока в процессе оплавления во вторичной обмотке будет равной по формуле (3.76)

/2 = 37,8/(7,05 • 0,67) = 13 кА.

7.Коэффициент трансформации по выражению (3.77)

К= — = 54.

р7,05

8 . Тогда первичный ток в процессе оплавления по формуле (3.78) /, =13000/54 = 240 А.

9. Таким образом, ток короткого замыкания

12кз = 240 • 54 = 12960 А

10. Время оплавления определим по зависимости (3.80)

W=1,8-10-" .е3.535-7.050 о4-<'2-45- 0-904 7 05/ + 10 = 42 с.

11.Величину оплавления определим по зависимости (3*81)

t ом = 0,04 • 42 = 17 мм.

12. Расход электроэнергии для сварки одного стыка найдем по зависимости (3.82)

W ' = 37,8 • 42/3600 = 0,44 кВт • ч.

13. Расход электроэнергии на привод механизма осадки за этот период времени по формуле (3.83)

fVu =9,4542/3600 = 0,11 кВт • ч.

14. Общий расход электроэнергии на один стык по формуле (3.86)

W=0,44 + 0,11 = 0,55 кВт-ч.

15. Для определения осадки воспользуемся формулой (3.87)

0187

16. Таким образом, общее перемещение свариваемых изделий

loGuC^I + 9 = 26 мм.

17. Губки сварочной машины должны быть установлены от кромок тру на расстоянии

lycm = 2 • 26 = 52 мм.

Пример 3.13. Рассчитать напряженное состояние трубопровода при

Лоч ‘ 1,2 м.

Решение

1 . Определим значения комплексов:

1,2

I комплекс - 0,164— = 0,082; 2,4

II комплекс - 0,164 ^ + 2,02) _ Q 2 2 2,4

2. Соответствующие им значения коэффициентов а и р определяем по диаграмме (см.рис.3.29) в двух точках пересечения:

•первый вариант а=1,44, /£=1,83;

•второй вариант а=1,64, /£=2,38.

3. Дальнейший расчет произведем по первому варианту. Расстояния £\у £г, £ъ и £4 рассчитаем по формулам (3.119), (3.123), (3.124), (3.120).

J 2,1 105 -5,71 •ИГ3 ’2,4 = 72 м:

V 3,89 10_3

46(1,83-1,44) • 29,33 = 28

,46(1,44-1,0)- 29,33 = 32

4.Изгибающие моменты по формуле (3.121)

М= 0,518л/2,1 • 105 • 5,71 • 10_3 • 2,4 • 3,89 • 1 0 3 = 1,73 МН • м,

Му=-1,73 МНм. 5. Условие прочности по формуле (3.122)

|Л*|<Д2И' = 270-8,516-10'3 =2.3 МН м .

Как видно, моменты Мх и М\уусловию прочности удовлетворяют.

6 . Усилия на крюках трубоукладчиков (или групп трубоукладчиков) определим, используя зависимости (3.125), (3.126), (3.127)

/Г,=3,89 (1,64-29,33 f28/2)+58=300 кН;

А*2=3,89 (2 8 + 3 2 )/2 + 6 9 ,3 = 1 8 6 кН;

/Г3=3,89 (1,2-29,33+32/2)= 199 кН.

7. Реакции R0 и RAпо формулам (3.128), (3.129)

2. Усилия на крюках кранов-трубоукладчиков по формулам (3.135) (3.136)

Кх = 2,09 • V2,l • 108 • 5,71 • 10' 3 • 1,0 • З,893 = 191 кН ;

К 2 = 1,364 • ^2,1 • 10* • 5,71 • 10 ~ 3 • 1,0 • З,893 = 125 кН .

3. Изгибающие напряжения по формулам (3.137), (3.138)

<т, = 0,657-^2,1-105 1,0-78,5 ]0_3 = 84,4 МПа;

а х = 0,742-у/2,1 • 105 • 1,0 • 78,5 • 10 " 3 = 95,3 МПа.

Оба значения напряжений удовлетворяют условию прочности 84,4<270.

4. Суммарные усилия на крюках второго и четвертого по ходу движения

«вписьгваемости» габаритов троллейной подвески в поперечный профиль траншеи и принимается равной h\ =2,75 м (рис.3.31). Технологический зазор £=0,3 м, высота лежек b = 0,2 м, диаметр авиашин троллейной подвески <£=0,7 м. Высота подъема трубопровода /?3 (/i3=c+<i) равна 1 м (рис.3.32).

Решение

По формулам (3.142) находим S =0,048 «0,05; Р=0,226« 0,225. Далее по диаграмме (см.рис.3.33) определяем координаты точек пересечения сплошной кривой 0,05 с пунктирной 0,225; /1=0,36; /7=0,30 и Я=0,23; 7=0,52. Расчет

выполняется по двум вариантам. Однако в обоих случаях £ =91 м. Результаты дальнейших расчетов по формулам (3.144), (3.145) и (3.147) сведены в табл.3.34.

Изгибающие моменты (см.формулу (3.148) в обоих случаях одинаковы (A/i=4820 кН-м), а напряжения изгиба из формулы (3.149) равны а х =156 МПа. Для выбора из двух вариантов наиболее предпочтительно обратимся к анализу полученных нагрузок Ки К2 и К3. Заметим, что суммарная нагрузка на все

трубоукладчики в колонне в первом варианте составляет 1075 кН, а во втором - 1129 кН. По этому показателю можно было бы отдать предпочтение первому варианту - нагрузка на 5% меньше. Если же проанализировать условия работы каждой группы трубоукладчиков в отдельности, то потребуется сопоставить нагрузки, которые испытывают трубоукладчики задней группы К\. Действительно, они работают с наибольшим вылетом крюка, и здесь наиболее вероятно опрокидывание. Сопоставив результаты расчета нагрузки К\ по первому (469 кН) и по второму (429 кН) вариантам, заметим, что второй вариант предпочтительнее, так как нагрузка меньше на 8,5%.

Для определения числа трубоукладчиков в каждой группе необходимо дополнительно задать тип самих трубоукладчиков, в частности момент их устойчивости против опрокидывания. Примем, что для укладки используются отечественные трубоукладчики ТГ502, для которых Л^гт=1226 кН м [141]. Кроме того, следует задать расчетные значения вылетов крюков а ^ (по уровню 70%-ой обеспеченности) в каждой группе трубоукладчиков при их работе с изолированными трубами (по результатам статистического анализа,

выполненного для условий строительства магистрального газопровода Уренгой - Помары - Ужгород):

Исходя из этих данных, можно с помощью условия (3.146) установить, что в задней группе необходимо иметь два трубоукладчика:

В средней части колонны (в точке 2) по расчету должен быть один трубоукладчик:

трубоукладчика. Определенный запас устойчивости в головной группе способствует более эффективному прохождению колонной криволинейных участков трассы (выполненных упругим изгибом трубопровода), а также стабильной работе колонны на пересеченной местности. Технологическая схема, составленная на основании выполненных расчетов, изображена на рис.3.47. Указанные на ней расстояния приведены с учетом допустимых отклонений (в м).

При использовании других трубоукладчиков с аналогичными техническими характеристиками основные параметры схемы сохраняются. При укладке трубопровода на участках трассы со слабонесушими грунтами, где вылет крюков трубоукладчиков должен быть увеличен по сравнению с расчетным, в задней группе следует устанавливать не два (как показано на схеме), а три трубоукладчика. На участках трассы, где толщина стенки труб меньше принятой в расчетах (19,5 мм), нагрузки на трубоукладчики снижаются пропорционально уменьшению толщины стенки. Напряжения изгиба в трубопроводе при этом остаются на прежнем уровне. Приведенная на рис.3.47 схема укладки трубопровода из изолированных труб была широко использована на различных участках строительства линейной части газопровода Уренгой - Помары - Ужгород, Уренгой-Центр ( 1 н и Пн).